Анализ современного состояния утилизации попутного нефтяного газа на месторождении Карачаганак

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ современного состояния утилизации попутного нефтяного газа на месторождении Карачаганак

Аманова Б.Н.

Жубаншев Б. У. старший преподаватель кафедры нефтегазового дела и отраслевых технологий Западно-Казахстанский инновационно-технологический университет,

Ключевые слова: попутный нефтяной газ, утилизация, факел, парниковый эффект.

Актуальность вопроса об утилизации и прикладном использовании попутного газа связана с тем негативным эффектом, который он оказывает, если его просто сжигать в факелах. При таком способе промышленность не только теряет ценное сырьё, но и загрязняет атмосферу вредными веществами, усиливающими парниковый эффект. Токсины и углекислый газ вредят и окружающей среде, и местному населению.

Основным препятствием для активного развития инфраструктуры, которая бы занималась очисткой и переработкой попутного нефтяного газа, является несоответствие размеров налога на сжигаемый в факелах газ и затрат на его эффективное применение. Большинство нефтяных компаний предпочитают заплатить штраф, нежели выделять значительный бюджет на предприятия, защищающие окружающую среду, которые окупятся лишь спустя несколько лет.

Острейшая проблема нефтегазовой отрасли, связанная с необходимостью утилизации попутного газа, сжигаемого в больших объемах на нефтяных месторождениях. В то время, когда промышленность и население многих областей республики ощущают острую нехватку газа, особенно в зимние периоды, миллиарды кубометров попутного нефтяного газа с содержанием сероводорода и меркаптанов, сжигаемые в факелах, наносят громадный экологический ущерб. Проблема сжигания попутного нефтяного газа при разработке месторождений углеводородного сырья является актуальной.

Сжигание газа влечет за собой 2 основных негативных фактора: 1) загрязнение окружающей среды; 2) безвозвратная потеря газа как минерального сырья. В связи с этим утилизация попутных газов на нефтегазовых месторождениях страны за последние годы приобрело государственное значение.

Попутный нефтяной газ, или сокращённо ПНГ - это вещество, залегающее в нефтяных месторождениях. Оно образуется над основным пластом и в его толще в результате снижения давления до показателей ниже давления насыщения нефти. Его концентрация зависит от того, насколько глубоко залегает нефть, и варьируется в пределах от 5 м³ в верхнем слое до нескольких тысяч м³ в нижнем. Как правило, при вскрытии пласта нефтяники натыкаются на так называемую газообразную «шапку». Углеводородные газы существуют и самостоятельно, и присутствуют в самой нефти в жидком виде, отделяясь от неё в процессе добычи и переработки. Сам газ состоит преимущественно из метана и более тяжелых углеводородов. Его химический состав зависит от внешних факторов, таких как география расположения пласта.

Принципиальное отличие попутного нефтяного газа от природного - наличие парообразных компонентов, высокомолекулярных жидкостей и веществ, не входящих в углеводородную группу: сероводорода; аргона; углекислоты; азота; гелия и т. д.

Условно попутный нефтяной газ делится на несколько групп в зависимости от того, насколько он «углеводородный»:

• чистый, содержащий 95-100% углеводородов;

• углеводородный с примесью углекислого газа (от 4 до 20%);

• углеводородный с примесью азота (от 3 до 15%);

Способы переработки попутного нефтяного газа

Существует несколько наиболее востребованных способов утилизации попутного нефтяного газа.

Фракционный способ

Данный метод переработки ПНГ представляет собой разделение газа на составляющие. В результате процесса получают сухие очищенные газы и широкую фракцию легких углеводородов: эти и другие продукты пользуются большой популярностью на мировом рынке. Существенный недостаток этой схемы - необходимость транспортировки сырья конечным пользователям по трубопроводу.

Установка энергоблоков

Ещё одна значимая сфера эксплуатации попутного газа - это обеспечение энергией электростанций. При условии нужного состава сырья способ отличается высокой эффективностью и пользуется большой популярностью на рынке.

Компания применяет газотурбинные и поршневые энергоблоки. Эти устройства позволяют обеспечить полноценное функционирование станции.

Закачка ПНГ в пласт для интенсификации нефтеотдачи Попутный нефтяной газ нередко используется для повышения нефтеотдачи на месторождениях через его обратную закачку в пласт. Исследованиями доказано, что данный метод способен в значительной мере повысить нефтеотдачу.

Из существующих методов поддержания пластового давления газоконденсатных месторождений наибольшее распространение на месторождении Карачаганак получил сайклинг- процесс.

Карачаганак- это газоконденсатное месторождение и для того, чтобы улучшить общее извлечение жидкости в течение всего периода эксплуатации месторождения, по плану нужно осуществлять частичное закачивание газа в пласт. Начальный уровень закачивания газа составит 6,6 Гм³/ год и при успешном использовании он увеличится до11 Гм3/ год. 3 нитки с компрессорами для нагнетания смонтированы рядом с УКГП-2 и они подают газ под давлением 500-550 бар на все 20 существующих скважин, которые преобразованы для использования в качестве нагнетателей. Компрессоры приводятся в движение газовыми турбинами 5D, в блочном исполнении смонтированными на основании, номинальная мощность каждой из них составит 2,2 Гм3/год. Газ для нагнетания подается из манифольда нагнетания вниз по магистральным линиям, которые затем распределяют газ по нагнетательным скважинам через нагнетательные шлейфы.

Неочищенный газ повторно закачивается в пласт компрессорами, установленными рядом с УКПГ-2. Высокосернистый газ, посылаемый непосредственно с КПЗ, повторно закачиваеся. Из- за высокого содержания воды, газ, получаемый на УКПГ-2, должен быть сначала обезвожен, чтобы стать пригодным для использования в системе повторного закачивания. Осушенный газ из УКПГ -2 насыщается углеводородом и подаётся в обратном направлении, поэтому линия, ведущая к компрессорам повторного закачивания снабженатеплоспутниками и термоизолирована. Любой газ, получаемый на УКПГ -2 в дополнение к нуждам повторного закачивания должен сжигаться в факелах. В основном топливный газ на промысле используется для компрессоров повторного закачивания газа, бойлеров и выработки электроэнергии на КПЗ.

Дымовые газы

Технология этого метода сводится к следующему: добытое сырьё подаётся на ГПЗ. Конденсат, сера и 90% сухого газа реализуется в установленном порядке. 10% товарного газа идёт на сжигание в теплоэлектростанцию, на которой получают электроэнергию, пар и продукты сгорания природного газа с воздухом 88% азота и 12% углекислого газа. Дымовые газы собираются в газгольдер и воздуходувкой подаются на компрессорную станцию, которая поднимает давление до 45 МПа. При таком давлении дымовые газы закачиваются в залежь. В процессе компримирования из дымовых газов выделяется техническая вода, а также вырабатывается электроэнергия и тепло. Основные трудности связаны с повышением давления от атмосферного до 45 МПа и разбавления сырья, поступающего на ГПЗ азотом и углекислым газом после прорыва нагнетательного газа в эксплуатационные скважины.

Карачаганакское месторождение является одним из крупнейших нефтегазоконденсатных месторождений в мире. Его расчетные балансовые запасы углеводородов составляют 13,3 миллиардов баррелей жидких углеводородов (1,7 млрд тонн нефти и конденсата) и 60,2 триллионов кубических футов (1,7трлн м3 газа). На сегодняшний день извлечено около 11% жидких углеводородов и 12% газа. В настоящее время на Карачаганакском месторождении эксплуатируется 119 добывающих, 17 нагнетательных скважин, а общий фонд составляет - 441 скважин.

Производственная деятельность 2018год:

• Дневная норма добычи в среднем - 381тыс. БНЭ/д (баррели нефтяного эквивалента)

• Суточная добыча в среднем 435 тыс. БНЭ/д

• Плановые показатели на 2018г. - 141,925 тыс. БНЭ

Утилизация попутного нефтяного газа и всех его составляющих должна быть направлена на высокотехнологичное освоение месторождений нефти, для ликвидации неблагоприятных последствий и возврата в оборот углеводородного сырья. Возможны два направления утилизации попутного газа - это энергетическое и нефтехимическое.